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FOP UNICAMP Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais Lidiany Rodrigues - PG em Cariologia Prof. Dr. Jaime Cury.

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2 FOP UNICAMP

3 Composição Química e Propriedades dos Tecidos Dentais Lidiany Rodrigues - PG em Cariologia Prof. Dr. Jaime Cury

4 Composição Química dos Dentes Objetivos Identificar a composição orgânica e inorgânica do esmalte, dentina e cemento, descrevendo-os. Identificar as propriedades físico químicas do esmalte, dentina e cemento, descrevendo-as.

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8 Saturante Supersaturante Ácido 1 = 2 Equilíbrio 1 > 2 Desmineralização 2 > 1 Remineralização [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] n Erosão Bactéria + Açúcar = Ácido Não Saturante Ca x P Ca P Ca Composição Química dos Dentes Tártaro CÁRIE

9 Composição Química dos Dentes ComposiçãoCementoDentinaEsmalte Inorgânica Orgânica22202 H2OH2OH2OH2O853 Composição* dos dentes- % em peso seco * Aproximada

10 Composição Química dos Dentes Composição Inorgânica- Esmalte % Elementos Principais CaPH2OH2OCO ,5

11 Composição Química dos Dentes Esmalte Dentina PrismasCristais Proteínas

12 Composição Química dos Dentes Cristais de Hidroxiapatita Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ca I P PP Ca II OH Ca OHOH OHOH HOHO

13 Composição Química dos Dentes Cristais de Hidroxiapatita Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ca I P PP Ca II OH Substituintes F - e HCO 3 - Substituintes HCO 3 -

14 Composição Química dos Dentes Distribuição de Ca e P no Esmalte

15 Composição Química dos Dentes H 2 O Água de Hidratação-Água frouxamente ligada Ligada à matéria orgânica Perda com aquecimento a 100º C Corresponde a 0,8% da água do esmalte Água Semi-cristalina- Água fortemente ligada Camada de hidratação ao redor dos cristais Perda com aquecimento a 350º C Corresponde a 3,3% da água do esmalte

16 Composição Química dos Dentes Elementos Secundários Alta concentração na superfície do esmalte F, Pb, Zn, Fe e Sb Baixa concentração sobre a superfície Na, Mg e CO 3 Distribuição uniforme Sr, Cu, Al e K

17 Composição Química dos Dentes Gráfico da concentração de flúor no esmalte dental SUPERFÍCIE

18 Composição Química dos Dentes Concentração de Flúor no Esmalte Flúor no Esmalte (ppm F) Distância da Superfície ( m) Estudos 600,010,0CURY & USBERTI, ,05,0CURY & cols., ,02,7ROSALEN & CURY, 1991

19 Composição Química dos Dentes Concentração de Flúor no Esmalte

20 CONCENTRAÇÃO DE FLÚOR NO ESMALTE ,218,834,0 ppm F Distância da superfície ( m) após ATF antes da ATF ATF + DP ATF + DF DF a ab b c a ab b c a aa b a aa b DP

21 Composição Química dos Dentes Concentração de Carbonato no Esmalte

22 Composição Química dos Dentes Flúor e Carbonato EsmalteCO 3 - (%)F - (ppm) Decíduo3,933,6 Permanente3,045,0

23 Composição Química dos Dentes Dentes Decíduos Profundidade da cárie 2,5 x maior Perda de mineral 2,2 x maior DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DE CARBONATO E PERMEABILIDADE DEVEM EXPLICAR AS DIFERENÇAS NO DESENVOLVIMENTO DA LESÃO Caries Res., 30 (abstract 93), 1996

24 Composição Química dos Dentes Carbonato O carbonato pode ocupar duas diferentes posições na estrutura da Hidroxiapatita do esmalte: O carbonato pode ocupar duas diferentes posições na estrutura da Hidroxiapatita do esmalte: Posição A- Na posição da hidroxila, mais presente no esmalte de dentes decíduos; Posição A- Na posição da hidroxila, mais presente no esmalte de dentes decíduos; Posição B- Na posição do fosfato, mais presente no esmalte de dentes permanentes; Posição B- Na posição do fosfato, mais presente no esmalte de dentes permanentes; Este fato e o conteúdo de CO 3 podem contribuir para a mais rápida progressão de cárie em decíduos; Este fato e o conteúdo de CO 3 podem contribuir para a mais rápida progressão de cárie em decíduos; Clasen,1997

25 Composição Química dos Dentes CO 3 e Mg- Altas concentrações destes elementos torna o esmalte mais solúvel. O tecido cariado contem menos CO 3 e Mg que o sadio adjacente. Colin Robinson,1983 Chumbo- Sua concentração no dente pode ser indicativo para poluição ambiental. Colin Robinson,1995

26 Composição Química dos Dentes Concentração de minerais principais e secundários no esmalte com cárie Mineral Mg Co 3 F Superfície

27 Composição Química dos Dentes Composição Inorgânica da Dentina- 75% Os cristais de hidroxiapatita da dentina, cemento e osso são muito menores. Os cristais da dentina e osso têm menores níveis de organização cristalina.

28 Composição Química dos Dentes NívelCanalículos Nº/mm 2 Diâmetro ( m) A ,9 B ,1 C ,5 A C B

29 Composição Química dos Dentes Esclerose Dentinária Idade Área do Túbulo (% Mat. Org.) JADD. média JDP

30 Composição Química dos Dentes Idoso Esmalte Polpa Jovem

31 Composição Química dos Dentes Composição Orgânica do Esmalte- % Peso Seco ComponenteMolares e PreIncis. e Caninos Prot. Insoluv. 0,3-0,40,2-0,25 Colágenotraços Proteínas Sol. 0,05 Lipídeos0,6 Citrato0,1 Total1,11,0

32 Composição Química dos Dentes Composição Orgânica do Esmalte Esmalte jovem- 25% em peso de proteínas Esmalte remineralizado- menos que 1% O esmalte possui proteínas heterogêneas e diferentes de quaisquer outras do organismos Amelogenina - Hidrofóbica e rica em prolina Enamelina – Fosfoproteina acídica glicosilada Flúor impede a reabsorção proteica, podendo ocasionar fluorose

33 Composição Química dos Dentes Dentes posteriores tem mais proteína que os anteriores. Dentes decíduos tem mais proteína que os permanentes. Maiores concentrações - regiões de ponta de cúspide, fissuras e tufos.

34 Composição Química dos Dentes Composição Orgânica da Dentina- % Peso Seco Colágeno18% Citrato0,9% Lipídeos0,33% Matriz Não Colágena1,6% Total20,83%

35 Composição Química dos Dentes Os aminoácidos do colágeno são arranjados em tripla hélice. O colágeno está presente em concentrações mais altas no terço externo da dentina, correspondendo à área de menor densidade. Fibras colágenas proporcionam resistência mecânica.

36 PROPRIEDADES Densidade Permeabilidade Dureza Solubilidade Ácida Quelante Adsorção Reatividade

37 PROPRIEDADES Densidade Pó de esmalte d =2,9-3,0 Pó de dentina d = 2,14 Bromofórmio + acetona d + 2,70

38 PROPRIEDADES Permeabilidade Água Solução Salina Dentina Isolada com borracha

39 PROPRIEDADES DUREZA

40 PROPRIEDADES Remin Inicial Cárie 1000 µm 2000 µm µm 100 µm 50 g/5 s 100 µm Ref. 100 g/5 s DUREZA

41 PROPRIEDADES Dureza Material Dureza (Kg/mm 2 ) Cemento40 Dentina50-60 Esmalte320 Cálculo10-90 Int. Dent. J., 41, 1991

42 PROPRIEDADES Dureza Material Dureza(Kg/mm 2 ) CaCO Ca(P 2 O 7 ) Pedra -pomes 56 ZrSiO850 Diamante7000 Int. Dent. J., 41, 1991

43 PROPRIEDADES Dureza A dureza tem sido relacionada com o conteúdo de cálcio e pode ser usada como um indicativo de mineralização, desmineralização e remineralização. Lazzari, 1976

44 PROPRIEDADES Solubilidade Produto da atividade dos íons- Concentração de íons ativos em solução Produto de solubilidade - É a concentração de íons em solução de um sólido pouco solúvel, quando este entra em equilíbrio de solubilidade. O produto de solubilidade da esmalte- dentina é totalmente dependente do pH.

45 PROPRIEDADES AX BY AX BY AX BY AX BY XA Y+ + YB X- Produto de solubilidade [ A Y+ ] X. [ B X- ] Y

46 PROPRIEDADES 1 L água pH = 7,0 Ca P O que acontece? Ca P

47 PROPRIEDADES 1 L Solução Ca P pH = 7,0 O que acontece?NADA!

48 PROPRIEDADES O que acontece? pH = 7,0 2 Litros 1 Sol +1 Água Ca P Desmineralização Ca P Ca P

49 PROPRIEDADES pH = 6,0 2 L Solução Ca P Ca P Acido O que acontece? Ca P Desmineralização

50 PROPRIEDADES 1000 mL Ca P pH = 6,0 O que acontece?Remineralização 1000 mL

51 [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 10 Ca 2 + 6PO OH - [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] n 10 Ca 2 + 6PO OH - H + H + HPO 4 -2 H 2 O HPO 4 -2 H 2 O H + H + HPO 4 - HPO 4 - PROPRIEDADES - Solubilidade H 3 PO 4 H 2 PO 4 - HPO 4 2- PO 4 3- pKa=2 pKa=7pKa=12

52 PROPRIEDADES

53 PROPRIEDADES

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55 Produto de Solubilidade da HA e FA e Produto Iônico da Saliva Mineral Produto de solubilidade pH 7,0 Produto iônico na saliva C a x P x OH ( ou F) Hidroxiapatita Fluorapatita

56 PROPRIEDADES pH > 5,5 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 10 Ca 2 + 6PO OH - 10 Ca 2 + 6PO OH - Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 10 Ca 2 + 6PO F - 10 Ca 2 + 6PO F - FA HA pH > 5,5 Saliva

57 PROPRIEDADES pH 4,5 10 Ca 2 + 6PO F - 10 Ca 2 + 6PO OH - Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 10 Ca 2 + 6PO F - FA Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 10 Ca 2 + 6PO OH - HA Saliva

58 PROPRIEDADES pH < 4,5 10 Ca 2 + 6PO F - 10 Ca 2 + 6PO OH - Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 10 Ca 2 + 6PO F - FA 10 Ca 2 + 6PO OH - Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 HA Saliva

59 PROPRIEDADES Solubilidade por Quelante- EDTA pH Concentração Temperatura Tempo [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] n 10 Ca 2 + 6PO OH - + EDTA EDTACa

60 PROPRIEDADES O esmalte tem eletronegatividade o que proporciona a adsorção do Ca da saliva para a formação da camada de hidratação Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ - O OH - O OH - O OH - O OH P P - O O - - O O - - O O - - O O - Interior do esmalte Superfície Camada de Hidratação

61 - OOH HO O - P P - OO - - O O - Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ SUPERFÍCIE SUPERFÍCIE INTERIOR INTERIOR DO ESMALTE

62 Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ - OOH HO O - P P - OO - - O O - Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ CAMADA DE HIDRATAÇÃO SUPERFÍCIE SUPERFÍCIE INTERIOR INTERIOR DO ESMALTE SALIVA

63 PROPRIEDADES Adsorção Proteínas Proteínas C O C O C O C O O - O - Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ - O OH - O OH - O OH - O OH P P - O O - - O O - - O O - - O O - Interior do esmalte Superfície Camada de Hidratação

64 PROPRIEDADES Reatividade F + Dentina e esmalteFT CaF 2 AF F 2F - Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] n + 2F - Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ] n + 2OH - Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) F - 10CaF 2 + 6PO 4 + 2OH -

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